package com.cheng.dataStructure.tree;

/**
 * @User Administrator
 * @Classname BinarySortTreeDemo
 * @Project Data-structure-and-algorithm
 * @Description 二叉排序树代码实现
 * 二叉排序树介绍：
 * 二叉排序树:BST:(Binary Sort(Search) Tree),对于二叉排序树的任何一个非叶子节点，要求左子节点的值比当前节点的值小，右子节点的值比当前节点的值大。
 * 特别说明:如果有相同的值，可以将该节点放在左子节点或右子节点
 * 一个数组创建成对应的二叉排序树，并使用中序遍历二叉排序树
 * 二叉排序树删除节点代码实现：
 * 思路：
 * 情况一：删除叶子结点
 * 1、找到要删除的节点 targetNode
 * 2、找到要删除的节点的父节点 parent
 * 3、判断 targetNode 是 parent 的左子节点还是右子节点
 * 4、如果 targetNode 是 parent 的左子节点：parent.left = null
 * 如果 targetNode 是 parent 的右子节点：parent.right = null
 * 情况二：删除带有一颗子树的节点
 * 1、找到要删除的节点 targetNode
 * 2、找到要删除的节点的父节点 parent
 * 3、判断 targetNode 的子节点是左子节点还是右子节点
 * 4、再判断 targetNode 是 parent 的左子节点还是右子节点
 * 5、如果 targetNode 有左子节点
 * 5.1、如果 targetNode 是 parent 的左子节点 parent.left = targetNode.left
 * 5.2、如果 targetNode 是 parent 的右子节点 parent.right = targetNode.left
 * 6、如果 targetNode 有右子节点
 * 6.1、如果 targetNode 是 parent 的左子节点 parent.left = targetNode.right
 * 6.2、如果 targetNode 是 parent 的右子节点 parent.right = targetNode.right
 * 情况三：删除带有两颗颗子树的节点
 * 1、找到要删除的节点 targetNode
 * 2、找到要删除的节点的父节点 parent
 * 3、从 targetNode 的右子树开始找，找到最小的节点，把最小节点的值存入临时变量 temp
 * 4、把该最小节点删除
 * 5、targetNode.value = temp;
 * @Author wpcheng
 * @Create 2021-09-07-10:10
 * @Version 1.0
 */

public class BinarySortTreeDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {7, 3, 10, 12, 5, 1, 9};
        BinarySortTree binarySortTree = new BinarySortTree();
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            binarySortTree.add(new Node1(arr[i]));
        }
        System.out.println("删除前，中序遍历二叉排序树：");
        binarySortTree.infixOrder();
        binarySortTree.delNode(10);
        binarySortTree.delNode(7);
        binarySortTree.delNode(3);
        binarySortTree.delNode(5);
        binarySortTree.delNode(1);
        binarySortTree.delNode(12);
        binarySortTree.delNode(9);
        System.out.println("删除后，中序遍历二叉排序树：");
        binarySortTree.infixOrder();

    }
}

//创建二叉排序树
class BinarySortTree {
    private Node1 root;

    //二叉排序树添加节点
    public void add(Node1 node) {
        if (root == null) {
            root = node;
        } else {
            root.add(node);
        }
    }

    //中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (root != null) {
            root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉排序树为空");
        }
    }

    //查找待删除节点
    public Node1 search(int value) {
        if (this.root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.search(value);
        }
    }

    //查找待删除节点的父节点
    public Node1 searchParent(int value) {
        if (this.root == null) {
            return null;
        } else {
            return root.searchParent(value);
        }
    }

    /**
     * 寻找以node节点为根节点的二叉排序树的最小值
     *
     * @param node1 node节点
     * @return 以node节点为根节点的二叉排序树的最小节点值
     */
    public int searchRightMin(Node1 node1) {
        Node1 temp = node1;
        while (temp.left != null) {
            temp = temp.left;
        }
        //删除最小节点
        delNode(temp.value);
        return temp.value;

    }


    //删除节点
    public void delNode(int value) {
        //当根节点为空
        if (root == null) {
            return;
        } else {
            //查找要删除的节点
            Node1 targetNode = search(value);
            //如果要删除的节点为空，就直接返回
            if (targetNode == null) {
                return;
            }
            //如果当前二叉排序树只有一个根节点，就删除根节点
            if (root.left == null && root.right == null) {
                root = null;
                return;
            }
            //查找要删除节点的父节点
            Node1 parent = searchParent(value);
            //情况一：如果要删除节点是叶子节点
            if (targetNode.left == null && targetNode.right == null) {
                //如果 targetNode 是 parent 的左子节点
                if (parent.left != null && parent.left.value == value) {
                    parent.left = null;
                    //如果 targetNode 是 parent 的右子节点
                } else if (parent.right != null && parent.right.value == value) {
                    parent.right = null;
                }
                //情况三：删除带有两颗颗子树的节点
            } else if (targetNode.left != null && targetNode.right != null) {
                //从待删除节点的右节点为根节点的二叉树开始，寻找最小值，也可以从左节点寻找最大值
                int min = searchRightMin(targetNode.right);
                targetNode.value = min;
                //情况二：删除带有一颗子树的节点
            } else {
                //如果 targetNode 有左子节点
                if (targetNode.left != null) {
                    //如果父节点不为空
                    if (parent != null) {
                        //如果 targetNode 是 parent 的左子节点
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.left = targetNode.left;
                        } else {//如果 targetNode 是 parent 的右子节点
                            parent.right = targetNode.left;
                        }
                    } else {
                        //如果父节点为空，说明待删除节点targetNode为根节点
                        root = targetNode.left;
                    }
                    //如果 targetNode 有右子节点
                } else {
                    //如果 targetNode 是 parent 的左子节点
                    if (parent != null) {
                        if (parent.left.value == value) {
                            parent.right = targetNode.right;
                        } else {//如果 targetNode 的子节点是右子节点
                            parent.right = targetNode.right;
                        }
                    } else {
                        root = targetNode.right;
                    }
                }

            }
        }

    }
}

    class Node1 {
        public int value;
        public Node1 left;
        public Node1 right;

        public Node1(int value) {
            this.value = value;
        }

        @Override
        public String toString() {
            return "Node1{" +
                    "value=" + value +
                    '}';
        }

        /**
         * 二叉排序树添加节点
         * @param node 待添加节点的根节点
         */
        public void add(Node1 node) {
            //如果当前节点为空
            if (node == null) {
                return;
            }
            //如果待添加节点值小于根节点
            if (node.value < this.value) {
                //如果当前节点左子节点为null
                if (this.left == null) {
                    this.left = node;
                } else {
                    //向左递归
                    this.left.add(node);
                }
                //如果待添加节点值大于等于根节点
            } else {
                //如果当前节点右子节点为null
                if (this.right == null) {
                    this.right = node;
                } else {
                    //向右递归
                    this.right.add(node);
                }
            }
        }

        /**
         * 寻找要删除的节点
         *
         * @param value 要删除的节点的值
         * @return 要删除的节点
         */
        public Node1 search(int value) {
            if (this.value == value) {
                return this;
                //如果当前节点值大于要寻找节点的值
            } else if (this.value > value) {
                if (this.left == null) {
                    return null;
                }
                //向左递归查找
                return this.left.search(value);
                //如果当前节点值小于等于要寻找节点的值
            } else {
                if (this.right == null) {
                    return null;
                }
                //右左递归查找
                return this.right.search(value);
            }
        }

        /**
         * 寻找要删除节点的父节点
         *
         * @param value 要删除节点的值
         * @return 要删除节点的父节点，如果没有父节点就返回空
         */
        public Node1 searchParent(int value) {
            //如果当前节点就是要删除节点的父节点
            if ((this.left != null && this.left.value == value) || (this.right != null && this.right.value == value)) {
                //直接返回当前节点
                return this;
                //如果要删除节点小于当前节点
            } else if (value < this.value && this.left != null) {
                //向左递归查找
                return this.left.searchParent(value);
                //如果要删除节点大于等于当前节点
            } else if (value >= this.value && this.right != null) {
                //向右递归查找
                return this.right.searchParent(value);
                //如果上面条件都不满足，说明没有父节点，返回空
            } else {
                return null;
            }
        }


        //中序遍历
        public void infixOrder() {
            if (this.left != null) {
                this.left.infixOrder();
            }
            System.out.println(this);
            if (this.right != null) {
                this.right.infixOrder();
            }
        }

    }



